FR2461960A1 - Dispositif d'examen pour definir une image de difference - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF D'EXAMEN PERMETTANT DE TRAITER INSTANTANEMENT UN SIGNAL ENREGISTRE (IMAGE RADIOGRAPHIQUE) ET NE COMPORTANT QU'UNE SEULE MEMOIRE AYANT LA CAPACITE SUFFISANTE POUR UNE IMAGE RADIOGRAPHIQUE. A L'AIDE D'UNE CHAINE D'INTENSIFICATION D'IMAGE ET DE TELEVISION, DES IMAGES RADIOGRAPHIQUES QUI SE SUCCEDENT SEQUENTIELLEMENT SONT FOURNIES SOUS FORME NUMERIQUE A UN FILTRE RECURSIF. LA MEMOIRE OPERE COMME ELEMENT RETARDATEUR DANS LE FILTRE RECURSIF, CE QUI CONDUIT A L'INTEGRATION DU BRUIT D'UNE PART, ET A LA DEFINITION DE LA DIFFERENCE ENTRE DES IMAGES CONSECUTIVES D'AUTRE PART. APPLICATION : APPAREILS D'EXAMEN AUX RAYONS X POUR L'AIDE AU DIAGNOSTIC.
Description
246 1960
Dispositif d'examen pour définir une image de dif-
férence. L'invention concerne un dispositif permettant
d'examiner des images et comportant un dispositif for-
mateur d'image devant fournir des images subdivisées en
éléments, une mémoire servant à emmagasiner de l'infor-
mation d'image par élément d'image, un circuit pour soustraire de l'information d'image de chaque élément d'image une information d'image définie d'avance dans l'élément d'image correspondant, ainsi qu'un dispositif pour reproduire l'information d'image de chaque élément
déterminée à l'aide du circuit de soustraction.
Un tel dispositif d'examen médical a déjà été pro-
posé dans une publication de R.A. Kruger parue dans la revue bimensuelle "Optical Engineering", Vol. 17, N'6,
pages 652 à 657, nobembre/décembre 1978. Dans le dispo-
sitif d'examen en question, à l'aide d'une chatne com-
portant un intensificateur d'image et un tube d'enregis-
trement d'image, une image obtenue çr irradiattion di-
recte est convertie en signal vidéo puis numérisée. Cette image numérisée est ensuite emmagasinée dans une seule parmi trois mémoires de signal vidéo. Chaque mémoire doit pouvoir contenir toute l'information d'image que
comportent plusieurs images d'irradiation directe ad-
ditionnées. Les trois mémoires vidéo échangent leur rôle de façon cyclique. A partir de l'information de deux mémoires, le dispositif définit une image pondérée
qui, de façon accentuée, représente les différences en-
tre les images emmagasinées dans les deux mémoires et
se succédant séquentiellement. Les auteurs de la publica-
tion précisée ci-dessus indiquent un tel traitement d'information d'image sous le nom de formation d'image
de différence en respectant des intervalles de temps.
Au cours de la définition des différences entre infor-
mations des deux mémoires, la troisième mémoire est à nouveau munie d'information. A cet effet, le dispositif décrit dans la publication en question comporte trois mémoires vidéo, de sorte qu'un tel dispositif devient coûteux.
Or, le but de l'invention est de procurer un dispo-
sitif d'examen qui est essentiellement moins coûteux
mais qui néanmoins permet le même traitement d'informa-
tion d'image.
Le dispositif d'examen conforme à l'invention est remarquable en ce qu'en combinaison avec au moins le circuit de soustraction, un circuit de multiplication et un circuit d'addition, la mémoire forme un filtre
récursif, ledit circuit d'addition étant muni- d'une pre-
mière entrée qui doit recevoir, par élément d'image, de
l'information d'image d'une image, ainsi que d'une deu-
xième entrée qui doit recevoir une information d'image déterminée d'avance et emmagasinée dans la mémoire, but dans lequel une sortie de la mémoire est raccordée à ladite deuxième entrée du circuit d'addition, l'ensemble étant conçu de façon qu'à une entrée de la mémoire soit
fourni un signal égal à la somme d'une part de l'infor-
mation - en provenance de l'image - multipliée par eh, et d'autre part de l'information - en provenance de la mémoire - multipliée par (1-cf) avec O Q-j4, alors que le circuit de soustraction est raccordé d'une part à la sortie de la mémoire et d'autre part à l'entrée du filtre récursif. Lorsque, de façon conforme à l'invention, la mémoire vidéo est utilisée comme une partie d'un filtre récursif, une image vidéo ne nécessite qu'un seul emplacement de mémoire, ce qui signifie un certain gain et est donc avantageux.
Un mode de réalisation préféré d'un dispositif d'e-
xamen conforme à l'invention est remarquable en ce que le filtre récursif comporte un seul circuit de multiplication dont une entrée est raccordée à une sortie du circuit de soustraction, dont une entrée est raccordée à une entrée du circuit d'addition dont une sortie est raccordée à une
entrée de la mémoire, et dont une autre entrée est rac-
cordée à la sortie de la mémoire.
Ce mode de réalisation préféré offre l'avantage que l'adaptation du traitement d'information d'image à des situations d'examen différentes est possible à l'aide d'un seul paramètre (le facteur de multiplication du
seul circuit de multiplication), de sorte que ce trai-
tement d'information d'image est très flexible.
On remarquera que, dans la publication dont il a été question ci-dessus, le dispositif d'examen mentionné
comporte, par mémoire vidéo, également un circuit d'ad-
dition vers lequel est rétrocouplée la sortie de la mé-
moire vidéo. Toutefois, ce rétrocouplage a pour but
d'additionner, pour chaque élément, de l'image l'infor-
mation d'image en provenance de différentes images vidéo
séquentielles pour améliorer de la sorte le rapport si-
gial/bruit. Le circuit d'addition dont est équipé le dis-
positif d'examen fait partie du filtre récursif et rem-
plit une autre fonction.
La description suivante, en regard du dessin annexé,
le tout donné A titre d'exemple, fera bien comprendre
comment l'invention peut 8tre réalisée.
-La figure 1 représente schématiquement le traite-
ment d'information d'image en correspondance à l'état actuel de la technique;
-La figure 2 représente un dispositif d'examen con-
forme à l'invention; et
-La figure 3 illustre un mode de réalisation préfé-
ré de la partie de traitement d'information d'image d'un
dispositif d'examen conforme à l'invention.
La figure 1 est un schéma synoptique d'un disposi-
tif de traitement d'information d'image qui répond à
l'état actuel de la technique et dans lequel sont utili-
sées trois cha nes à fonction de mémoire, branchées en parallèle. Chaque chatne comporte un premier additionneur
Ai (i = 1, 2, ou 3), une mémoire MMi un deuxième addi-
tionneur A1i et un multiplicateur Mi. Toutes les sorties
des multiplicateurs Mi sont raccordées à un circuit d'ad-
dition A4. Dans les trois mémoires MM, A MM3 sont emma-
gasinées les images radiographiques numérisées de façon séquentielle. Dans ce cas, par mémoire MM1, MM2, MM3, il est possible d'additionner des images radiographiques qui se succèdent directement. A cet effet, une sortie de chaque mémoire MMi est rétrocouplée vers l'entrée de la
_ 4
mémoire MMi à travers le premier additionneur Ai.
Le but de ce rétrocouplage est l'amélioration du
rapport signal/bruit de l'information d'image emmagasi-
née. Les entrées de signal E1 grâce auxquelles les ad-
ditionneurs A. peuvent être bloqués définissent la chatne à fonction de mémoire A laquelle est fournie
l'information 'in numérisée.
La sortie d'une mémoire MMi (par exemple une mié-
moire à accès aléatoire dite RAM (en Anglais, Random Access Memory) est raccordée à l'additionneur Al,. A
travers une entrée Ci de cet additionneur A1i, une va-
leur constante ei (quelconque). peut 8tre additionnée à l'information en provenance de la mémoire MM1. La somme de l'information de mémoire Iiet la constante
e est- fournie au multiplicateur MHi dans lequel la som-
me formée dans l'additionneur Ali est multipliée par
un facteur constant quelconque ki fourni à travers l'en-
trée Ki. Les produits formes de la sorte dans les mul-
tiplicateurs Mi sont fournis au circuit d'addition A4.
La sortie I de ce circuit Ai est donc le siège de la valeur suivante: I =a ki (Ii + c) m i- i
Par l'opération décrite dans ce qui précède, il est pos--
sible par exemple d'engendrer des images r&diographiques différentielles qui sont fonction de l'instant de leur prise, alors que par exemple est reproduite la différence entre les images radiographiques emmagasinées dans les mémoires MM1 et MM2 (kl = -1; k2 = +1; k3 =0; c = C
w0), tandis que l'information d'une troisième image ra-
diographique est inscrite dans la mémoire MM3. Un incon-
vénient du dispositif décrit ci-dessus est la nécessité de disposer d'une mémoire à capacité triple pour chaque
mémoire distincte MM1,2,3.
De son côté, le dispositif d'examen réalisé confor-
mément à l'invention et représenté sur la figure 2 offre l'avantage de ne nécessiter l'emploi que d'une seule
mémoire MM20 (la capacité de celle-ci est égale à la ca-
pacit 20 de mmoire des mmoires distinctes 23). Le pacité de mémoire des mémoires distinctes MM1,2,3). Le dispositif d'examen illustré sur la figure 2 comporte une source haute tension G pour alimenter un tube de r5ntgen B. Le rayonnement X engendré par ledit tube B irradie un objet 0, et ainsi une image d'ombre de cet
objet 0 est formée sur l'écran d'entrée d'un tube in-
tensificateur d'image Il. L'ombre d'image à dimensions
réduites et à intensité renforcée est convertie en si-
gnal vidéo analogique par l'intermédiaire d'un tube d'enregistrement d'image PU couplé à un écran de sortie
du tube intensificateur II. Un amplificateur OA compor-
tant un circuit d'échantillonage amplifie et échantil-
lonne ledit signal vidéo, après quoi le signal échantil-
l]onnéest numérisé à l'aide d'un convertisseur analogi-
que-numérique ADC2.
Le signal numérisé de la sorte est fourni à une par-
tie de traitement d'information d'image qui comporte les parties suivantes: des multiplicateurs M20et M21, un additionneur A20, la mémoire MM20, et un circuit de soustraction V20. Le dispositif d'examen représenté sur la figure 2 comporte également un convertisseur numérique analogique DAC2 ainsi qu'un dispositif de reproduction
MON (par exemple un moniteur de télévision). Ledit dis-
positif d'examen peut évidemment comporter aussi un dispositif d'enregistrement sur bande magnétique, par exemple un dispositif d'enregistrement de signaux vidéo ou de signaux numériques, et/ou un dispositif de copie
et d'impression pour mieux conserver les images radio-
graphiques traitées par le dispositif.
La partie de traitement d'information d'image forme
un filtre récursif et fonctionne comme suit: le multi-
plicateur M20 reçoit, au sujet d'un élément d'image, une valeur qui provient du convertisseur analogique-numérique
ADC2, valeur qui dans ledit multiplicateur M20 est mul-
tipliée par la valeuro (c <",)fournie également audit multiplicateur M20. Le produit ainsi obtenu est fourni à l'additionneur A20 auquel est fournie également la valeur qui, pour le même élément d'image, a déjà été emmagasinée dans la mémoire MM20 ladite fourniture
246 1960
ayant lieu après avoir multiplié ladite valeur par un facteur ( 1 -À). La multiplication est effectuée par
le multiplicateur M21 qui raccorde la sortie de la mé-
moire MM., à l'entrée de l'additionneur A20. La somme
des deux valeurs fournies à l'additionneur A., est ins-
crite dans l'adresse appartenant à l'élément d'image.
Le circuit de soustraction V., reçoit aussi bien la va-
leur en provenance du convertisseur analogique-numéri-
que ADC2 que la valeur emmagasinée dans la mémoire MM20, de sorte que la différence entre ces deux valeurs est fournie au convertisseur numériqueanalogique DAC2 et
reproduite sur le moniteur MON.
La figure 3 illustre un mode de réalisation préfé-
rentiel d'une partie de traitement d'information d'ima-
ge, et dans un but de simplification, on a représenté à une entrée le convertisseur analogique-numérique ADC2 et à une sortie le convertisseur numérique-analogique DAC de la figure 2. La partie de traitement en question
ne comporte qu'un circuit de soustraction V30, un mul-
tiplicateur M0.. un additionneur A.0 et une mémoire MM30.
Ledit circuit de soustraction V30 est branché entre le
convertisseur analogique-numérique ADC2 et le convertis-
seur numérique-analogique DAC2, alors que la sortie du-
dit circuit V30 est maintenant raccordée également au multiplicateur M., dans lequel un signal de sortie du circuit de soustraction V., est multiplié par un facteur
quelconque'.(V<oi d Le produit formé par le multipli-
cateur M30 est fourni à l'additionneur A30 qui reçoit
également une valeur appelée sur une sortie de la mé-
moire MM,,, cette valeur étant fournie également au circuit de soustraction V30. La somme formée à l'aide de l'additionneur A30 est à nouveau fournie à la mémoire MM30- Les parties de traitement d'information d'image,
qui font partie d'un dispositif d'examen conforme à l'in-
vention et que montrent les figures 2 et 3 ont le même
comportement de filtrage.
Le traitement d'information en correspondance à l'exemple de réalisation préféré concerné par la figure
246 1960
3 est très flexible, étant donné que,- par modification d'un seul paramètre ( &), le traitement d'information peut 4tre adapté aux différentes situations d'examen
(par exemple la vitesse de passage d'un agent de con-
traste). Si l'on choisit de façon adéquate le paramètre (, il se produit un mime retard que lors du traitement
d'information d'image concerné par la figure 1.
Jusqu'à cet endroit de la description, on a supposé
que les exemples de réalisation illustrés sur les figures 2 et 3 à l'égard des parties de traitement d'image étaient réalisés en correspondance à la technique numérique. Si en guise de mémoires MM,20t3 l'on utilise des mémoires analogiques,par exemple des porteurs d'information à
couplage de charge (CTD, PCCD), il est possible d'effec-
tuer le traitement d'information entièrement de façon
analogique, de sorte qu'en guise de circuits de sous-
traction V22 V30, d'additionneurs A20,A30 et de multi-
plicateurs M20, M21, et M30, il est possible d'utiliser des amplificateurs opérationnels. Lorsqu'en guiae de "mémoire vidéo" l'on utilise des porteurs d'information à ceup:'age de charge, et que l'on pratique des techniques similaires pour l'enregistrement et la conversion en" signal vidéo" de l'image radiographique engendrée sur l'écran dtimage du tube intensificateur d'image ( au
lieu d'un tube d'enregistrement d'image), il est avan-
tageux de synchroniser d'une part la lecture de l'infor-
mation de l'enregistreur d'image au tube intensificateur d'image et d'autre part le transfert de la charge dans
la mémoire vidéo du filtre récursif.
La partie de traitement d'information d'image n'est pas utilisable seulement dans les dispositifs d'examen par rayons X que montre la figure 2, mais également dans
des dispositifs d'examen opérant à l'aide d'un rayonne-
ment d'un autre genre, par exemple un rayonnement infra-
rouge, nucléaire ou ultrasonore. De plus, ladite partie de traitement d'information d'image est utilisable dans une chatne de télévision fermée utilisée dans des buts
de surveillance ou de protection étant donné qu'un chan-
gement qui se produit dans l'information d'image est reproduit à l'état accentué sur le moniteur branché sur
ladite chatne de télévision.
Claims (4)
1. Dispositif permettant d'examiner des images et comportant un dispositif formateur d'image devant fournir des images subdivisées en éléments, une mémoire servant
à emmagasiner de l'information d'image par élément d'i-
mage, un circuit pour soustraire de l'information d'i-
mage de chaque élément d'image une information d'image définie d'avance dans l'élément d'image correspondant, ainsi qu'un dispositif pour reproduire l'information d'image de chaque élément déterminée à l'aide du circuit de soustraction, caractérisé en ce qu'en combinaison avec au moins le circuit de soustraction, un circuit de multiplication et un circuit d'addition, la mémoire forme un filtre récursif, ledit circuit d'addition étant muni d'une première entrée qui doit recevoir, par élément d'image, de l'information d'image d'une image, ainsi
que d'une deuxième entrée qui doit recevoir une informa-
tion d'image déterminée d'avance et emmagasinée dans la mémoire, but dans lequel une sortie de la mémoire est raccordée à ladite deuxième entrée du circuit d'addition, l'ensemble étant conçu de façon qu'à une entrée de la mémoire soit fourni un signal égal à la somme d'une part de l'information - en provenance de l'image - multipliée par %>, et d'autre part de l'information - en prevenance de la mémoire -multipliée par (A-4.), avec alors que le circuit de soustraction est raccordé d'une part à la sortie de la mémoire et d'autre part à l'entrée
du filtre récursif.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre récursif comporte deux circuits de
multiplication, une entrée d'un de ces circuits de mul-
tiplication étant raccordée à une entrée du circuit de soustraction tandis qu'une entrée de l'autre circuit de multiplication est raccordée à la deuxième entrée dudit circuit de soustraction, alors que les sorties desdits circuits de multiplication sont raccordées au circuit d'addition dont une sortie est raccordée à l'entrée de
la mémoire.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre récursif comporte un seul circuit de multiplication dont une entrée est raccordée à une sortie du circuit de soustraction, dont une entrée est raccordée à une entrée de circuit d'addition dont une sortie est raccordée à une entrée de la mémoire, et dont une autre
entrée est raccordée à la sortie de la mémoire.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que les circuits de soustraction, d'addition et de multiplication sont des amplificateurs opérationnels tandis que la mémoire est formée par des
registres de décalage à couplage de charge.
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